Die
Erfindung betrifft einen Konstruktionskörper mit zwei durch ein Reibrührschweißverfahren verbundenen
Elementen sowie ein Verfahren zum Herstellen desselben. Beispielsweise
betrifft die Erfindung ein Reibrührschweißverfahren,
das zur Verwendung bei einem Aluminiumlegierunqselement geeignet
ist, wie es zur Verwendung als Wagenkörper bei einem Schienenfahrzeug
und einem Bauelement usw. eingesetzt wird.The
The invention relates to a structural body having two connected by a friction stir welding method
Elements and a method for producing the same. For example
the invention relates to a friction stir welding method,
suitable for use with an aluminum alloy element
is as it is for use as a car body in a rail vehicle
and a component, etc. is used.
Ein
Reibrührschweißverfahren
ist ein Verfahren, bei dem durch Drehen eines Rundstabs (nachfolgend
als rotierender Körper
bezeichnet), der in einen Verbindungsbereich eingeführt wird,
wobei der rotierende Körper
weiter entlang einer Verbindungslinie bewegt wird, der Verbindungsabschnitt
erwärmt wird
und das Material erweicht und plastisch fließt, wodurch es eine Festphasenverbindung
erfährt.One
friction stir welding
is a method in which by turning a round rod (hereafter
as a rotating body
designated) which is introduced into a connection area,
the rotating body
is further moved along a connecting line, the connecting portion
is heated
and the material softens and flows plastically, making it a solid phase compound
experiences.
Der
rotierende Körper
verfügt über einen
Abschnitt kleinen Durchmessers, der in den Verbindungsabschnitt
eingeführt
wird, und einen Abschnitt großen
Durchmessers, der außerhalb
des Abschnitts kleinen Durchmessers positioniert ist. Der Abschnitt kleinen
Durchmessers und der Abschnitt großen Durchmessers sind auf derselben
Achse positioniert. Eine Seite des Abschnitts großen Durchmessers
wird gedreht. Ein Grenzabschnitt zwischen dem Abschnitt kleinen
Durchmessers und dem Abschnitt großen Durchmessers kann etwas
in den Verbindungsbereich eingeführt
werden.Of the
rotating bodies
has one
Small diameter section, in the connecting section
introduced
will, and a section big
Diameter outside
of the small diameter portion is positioned. The section small
Diameter and the large diameter section are on the same
Axis positioned. One side of the large diameter section
is turned. A boundary section between the section small
Diameter and the section of large diameter can be something
introduced into the connection area
become.
Eine
Verbindung gemäß dem Reibrührschweißverfahren
kann bei einem stumpf anstoßenden
Abschnitt und einem überlappenden
Abschnitt angewandt werden. Die oben genannte Technik ist beispielsweise
in der Ankündigung
Nr. 505090 ( EP 0615480
B1 ) zu einer japanischen Patentoffenlegungsveröffentlichung, "Welding & Metal Fabrication" (Januar 1995), Seiten
13 – 14
und 16 sowie "Welding Journal" (März 1996),
Seiten 41 – 45
(wo die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 in Kombination
offenbart sind) offenbart.A compound according to the friction stir welding method can be applied to a butt abutting portion and an overlapping portion. For example, the above technique is disclosed in Announcement No. 505090 ( EP 0615480 B1 ) to a Japanese Patent Laid-Open Publication, "Welding & Metal Fabrication" (January 1995), pages 13-14 and 16 and "Welding Journal" (March 1996), pages 41-45 (where the features of the preamble of claim 1 are disclosed in combination ) disclosed.
Die
japanische Patentoffenlegungsveröffentlichung
Nr. Hei 9-309164 (Offenlegungsdatum: 2. Dezember 1997) (entsprechend EP 0797043 A2 (Offenlegungsdatum: 24.
September 1997)) betrifft ein Reibrührschweißverfahren um ein Hohlelement,
und dieses Dokument offenbart eine Rippe als Zentrum zum Verbinden
zweier Frontplatten, an denen das Reibrührschweißen ausgeführt wird.Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 9-309164 (disclosure date: 2 Dec. 1997) (corresponding to US Pat EP 0797043 A2 (Disclosure Date: September 24, 1997)) relates to a friction stir welding method around a hollow member, and this document discloses a rib as a center for connecting two face plates on which the friction stir welding is performed.
Ferner
ist an der Frontplatte eines Verbindungsabschnitts ein konkaver
Abschnitt vorhanden. Ferner wurde diese japanische Patentoffenlegungsveröffentlichung
nach der ersten Prioritätsanmeldung (japanische
Patentanmeldung Nr. Hei 9-196761, Anmeldungsdatum: 23. Juli 1997)
der vorliegenden Anmeldung veröffentlicht.Further
is a concave on the front panel of a connecting section
Section available. Further, this Japanese Patent Laid-Open Publication
after the first priority application (Japanese
Patent Application No. Hei 9-196761, Application Date: July 23, 1997)
of the present application.
Beim
Reibrührschweißverfahren
wirkt, da der rotierende Körper
als Verbindungswerkzeug in ein Element, an dem ein Schweißen auszuführen ist, eingeführt wird,
eine große
Kraft auf dieses Element. Im Gegensatz hierzu wird bei einem herkömmlichen Bogenschmelz-Schweißverfahren,
da ein Schweißabschnitt
aufgeschmolzen und verschweißt
wird, keine Kraft erzeugt, wie sie während des Reibschweißens wirkt.At the
friction stir welding
acts as the rotating body
is introduced as a joining tool into an element to be welded;
a big
Force on this element. In contrast, in a conventional arc fusion welding process,
there a welding section
melted and welded
no force is generated as it acts during friction welding.
Aus
diesem Grund kann dann, wenn bei einem Formelement mit I-Verbindung
zur Verwendung beim herkömmlichen
Bogenschmelzverfahren das Reibrührschweißverfahren
angewandt wird, da an den Verbindungsformelementen ein Zwischenraum auftritt,
keine gute Verschweißung
erzielt werden.Out
For this reason, if in a molded element with I-connection
for use in the conventional
Bogenschmelzverfahren the friction stir welding process
is applied since a gap occurs at the connection form elements,
no good welding
be achieved.
Die
obigen Tatsachen werden unter Verwendung der 16 bis
zur 18 konkret erläutert. Zwei
zu verschweißende
Elemente 310 und 311 (z.B. Aluminiumlegierungen)
verfügen über im Wesentlichen
dieselbe Dicke eines Verbindungsabschnitts, und sie werden parallel
zueinander platziert, und sie verfügen ferner über vertikale Stoßflächen 313. Wenn
die Stoßflächen 313 miteinander
in Kontakt gebracht sind und wenn ferner die zwei Elemente 310 und 311 an
einem Bettgestell 40 befestigt sind, wird das Reibrührschweißverfahren
ausgeführt.The above facts are made using the 16 to 18 specifically explained. Two elements to be welded 310 and 311 (For example, aluminum alloys) have substantially the same thickness of a connecting portion, and they are placed parallel to each other, and they also have vertical abutment surfaces 313 , If the abutment surfaces 313 and when further the two elements 310 and 311 on a bedstead 40 are fixed, the friction stir welding process is carried out.
Durch
Drehen eines rotierenden Körpers 20 als
Werkzeug zur Verwendung beim Verbindungsvorgang, mit einem Rundstab
mit einem konkaven Abschnitt 21 kleinen Durchmessers am
unteren Ende wird dieser in verbindungsformelemente eingeführt, und
in diesem Zustand wird der rotierende Körper 20 den Stoßabschnitt
der zwei Elemente 310 und 311 entlangbewegt, und
dann werden diese verschweißt.By turning a rotating body 20 as a tool for use in the joining process, with a round bar with a concave section 21 the small diameter at the lower end of this is introduced into connecting elements, and in this state, the rotating body 20 the butt section of the two elements 310 and 311 moved along, and then they are welded.
Ein
im Wesentlichen flacher Grenzabschnitt, der zwischen dem Abschnitt 21 kleinen
Durchmessers und dem Abschnitt 20a großen Durchmessers ausgebildet
ist, ist ein wenig zu einem unteren Abschnitt, von oberen Abschnitten
der Elemente 310 und 311, hin positioniert. Da
die Länge
des Abschnitts 21 kleinen Durchmessers kleiner als die
Dicke der zwei Elemente 310 und 311 ist, erfolgt
das Verschweißen
nur an den Oberflächen
der zwei Elemente 310 und 311. D.h., dass ein
Reibrührschweißverfahren
vom Typ ohne Eindringen ausgeführt
wird.A substantially flat boundary section between the section 21 small diameter and the section 20a is formed of a large diameter, is a little to a lower section, from upper sections of the elements 310 and 311 , positioned towards. Because the length of the section 21 small diameter smaller than the thickness of the two elements 310 and 311 is, the welding takes place only on the surfaces of the two elements 310 and 311 , That is, a non-intrusion type friction stir welding method is performed.
In
der 7 zeigt die Umgebung des rotierenden Körpers 20 einen
Zustand mit plastischem Fließen.
Ein plastisch fließender
Körper
in einem Gebiet 30 mit plastischem Fließen versucht, sich zu einer
Oberfläche
hin zu entleeren, jedoch ist die Bewegung größtenteils durch den Grenzabschnitt 20b eingeschränkt.In the 7 shows the environment of the rotating body 20 a condition with plastic flow. A plastically flowing body in a field 30 with plastic flow trying to deflate to a surface, however, the movement is largely through the boundary section 20b limited.
Im
Ergebnis wirkt auf die Stoßfläche 313 der zwei
Elemente 310 und 311 eine Kraft in einer Richtung
nach unten und einer Querrichtung. Demgemäß wird der plastisch fließende Körper im
Gebiet 30 mit plastischem Fließen zu einem tieferen Abschnitt
ausgehend zwischen den Stoßflächen 313 und 313 herausgeschoben,
und der Abstand zwischen den Stoßflächen 313 und 313 vergrößert sich.The result is impact on the impact surface 313 the two elements 310 and 311 a force in a downward direction and a transverse direction. Accordingly, the plastically flowing body becomes the area 30 with plastic flow to a deeper section starting between the abutment surfaces 313 and 313 pushed out, and the distance between the abutting surfaces 313 and 313 increases.
Im
Ergebnis fließt,
wie es in der 18 dargestellt ist, der plastisch
fließende
Körper 31 zum
unteren Abschnitt des Gebiets 30 mit plastischem Fließen, und
im unteren Abschnitt wird ein größerer Zwischenraum 313s erzeugt.
Ferner ist der Volumenteil des plastisch fließenden Körpers 31, der zum
Gebiet 30 mit plastischem Fließen herausfließt, unzureichend,
und im Gebiet 30 mit plastischem Fließen bilden sich Hohlräume 330,
die einen Defekt bilden. Daher kann kein normales Schweißen ausgeführt werden.
Ferner zeigt das Gebiet mit plastischem Fließen im Wesentlichen eine Schweißnaht 30.As a result, as it flows in the 18 is shown, the plastically flowing body 31 to the lower section of the area 30 with plastic flow, and in the lower section becomes a larger gap 313s generated. Further, the volume part of the plastically flowing body 31 that to the area 30 flows out with plastic flow, insufficient, and in the area 30 with plastic flow cavities form 330 that make a defect. Therefore, normal welding can not be performed. Furthermore, the plastic flow area essentially exhibits a weld 30 ,
Die
Erfinder der vorliegenden Erfindung haben den oben angegebenen Effekt
durch verschiedene Versuche erkannt. Für die oben angegebenen Verbindungsformelemente
vom I-Typ ohne Eindringen haben sie für den Fall, dass der zwischen
den Stoßflächen 313 und 313 vor
dem Verschweißen
gebildete Zwischenraum mehr als 0,2 mm beträgt, herausgefunden, dass kein
gutes Verschweißen
ausgeführt
werden kann.The inventors of the present invention have recognized the above-mentioned effect by various experiments. For the above-mentioned I-type connecting elements without intrusion, they have in the case that between the abutting surfaces 313 and 313 gap formed before welding is more than 0.2 mm, found that good welding can not be performed.
Ferner
wird das Reibrührschweißen unter der
Voraussetzung ausgeführt,
dass der zwischen den Stoßflächen 313 und 313 ausgebildete
Zwischenraum extrem klein ist, wie oben angegeben. Bei einem großen Konstruktionselement,
wie eine Wagenkarosserie eines Schienenfahrzeugs zeigt, wenn ein
Reibrührschweißen an extrudierten
Rahmenelementen mit ungefähr
25 m ausgeführt
wird, wird der Zwischenraum aufgrund der Genauigkeit des extrudierten
Rahmenelements größer, weswegen
es schwierig ist, den Schweißvorgang
auszuführen.Further, the friction stir welding is performed on the premise that between the abutting surfaces 313 and 313 formed gap is extremely small, as stated above. In a large structural element, such as a car body of a railroad vehicle, when friction stir welding is performed on extruded frame members of about 25 m, the clearance becomes larger due to the accuracy of the extruded frame member, and therefore it is difficult to perform the welding operation.
Ferner
wird dann, wenn das Verschweißen an
hohlen Formelementen ausgeführt
wird, eine Frontplatte eingebeult, weswegen es unmöglich ist, ein
gutes Schweißen
auszuführen.
Ferner ist es am Anfangspunkt der Verschweißung schwierig, ein gutes Verschweißen auszuführen. Ferner
ist es auch am Endpunkt der Verschweißung schwierig, ein gutes Verschweißen auszuführen.Further
then, when the welding on
executed hollow moldings
is dented, a front panel, which is why it is impossible to
good welding
perform.
Further, at the starting point of welding, it is difficult to perform good welding. Further
It is also difficult at the end point of welding to perform a good welding.
Es
ist eine erste bevorzugte Aufgabe der Erfindung, ein gutes Reibrührschweißen zu erzielen.It
is a first preferred object of the invention to achieve a good friction stir welding.
Es
ist eine zweite bevorzugte Aufgabe der Erfindung, ein Element wie
ein hohles Formelement geeignet zu verschweißen.It
a second preferred object of the invention is an element such as
a hollow mold element suitable to weld.
Es
ist eine dritte bevorzugte Aufgabe der Erfindung, eine leichte Struktur
eines Elements wie eines hohlen Formelements zu erzielen.It
is a third preferred object of the invention, a light structure
to achieve an element like a hollow element.
Es
ist eine vierte bevorzugte Aufgabe der Erfindung, an einem Anfangspunkt
und einem Endpunkt eines Schweißvorgangs
ein gutes Verschweißen
zu erzielen.It
is a fourth preferred object of the invention, at a starting point
and an endpoint of a weld
a good welding
to achieve.
Gemäß einer
Erscheinungsform ist durch die Erfindung ein Konstruktionskörper mit
zwei durch Reibrührschweißen verbundenen
Elementen, wie im Anspruch 1 dargelegt, geschaffen.According to one
Appearance is by the invention a structural body with
two connected by friction stir welding
Elements as set out in claim 1, created.
Gemäß einer
zweiten Erscheinungsform ist durch die Erfindung ein Verfahren zum
Herstellen eines derartigen Körpers,
wie es im Anspruch 5 dargelegt ist, geschaffen.According to one
second aspect is the invention by a method for
Producing such a body,
as set forth in claim 5 created.
1 ist
eine Längsschnittansicht,
die eine Form eines Reibrührschweiß-Verbindungsverfahrens
als Hintergrund zur Erfindung zeigt; 1 Fig. 15 is a longitudinal sectional view showing one form of a friction agitation joining method as background to the invention;
2 ist
eine Längsschnittansicht,
die das Verbindungselement nach dem Reibrührschweißen in der 1 zeigt; 2 is a longitudinal sectional view of the connecting element after the friction stir welding in the 1 shows;
3 ist
eine Längsschnittansicht,
die eine andere Ausführungsform
eines Reibrührschweiß-Verbindungselements
gemäß der Erfindung zeigt; 3 Fig. 15 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of a friction stir welding connection member according to the invention;
4 ist
eine Längsschnittansicht,
die das Verbindungselement nach dem Reibrührschweißen in der 3 zeigt; 4 is a longitudinal sectional view of the connecting element after the friction stir welding in the 3 shows;
5 ist
eine Längsschnittansicht,
die ein weiteres Reibrührschweiß-Verbindungsverfahren
als Hintergrund zur Erfindung zeigt; 5 Fig. 15 is a longitudinal sectional view showing another friction stir welding connection method as background to the invention;
6 ist
eine Längsschnittansicht,
die eine weitere Ausführungsform
eines Reibrührschweiß-Verbindungselements
gemäß der Erfindung zeigt; 6 Fig. 15 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of a friction stir welding connection member according to the invention;
7 ist
eine Längsschnittansicht,
die eine weitere Ausführungsform
eines Reibrührschweiß-Verbindungselements
gemäß der Erfindung zeigt; 7 Fig. 15 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of a friction stir welding connection member according to the invention;
8 ist
eine Längsschnittansicht,
die eine weitere Ausführungsform
eines Reibrührschweiß-Verbindungselements
gemäß der Erfindung zeigt; 8th Fig. 15 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of a friction stir welding connection member according to the invention;
9 ist
eine Längsschnittansicht,
die das Verbindungselement nach dem Reibrührschweißen in der 8 zeigt; 9 is a longitudinal sectional view of the connecting element after the friction stir welding in the 8th shows;
10 ist
eine Schrägansicht,
die eine Ausführungsform
einer Wagenkarosserie eines Schienenwagens zeigt, bei dem die Erfindung
angewandt ist; 10 is an oblique view, which is an off guide form of a car body of a rail car, to which the invention is applied;
11 ist
eine Längsschnittansicht,
die eine weitere Ausführungsform
eines Reibrührschweiß-Verbindungselements
vor einem Verschweißen
gemäß der Erfindung
zeigt; 11 Fig. 15 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of a friction stir welding connection member before welding according to the invention;
12 ist
eine Längsschnittansicht,
die einen wesentlichen Abschnitt des Verbindungselements vor einem
Verschweißen
gemäß der Erfindung zeigt; 12 Fig. 15 is a longitudinal sectional view showing a substantial portion of the connecting member before welding according to the invention;
13 ist
eine Längsschnittansicht,
die eine weitere Ausführungsform
eines Reibrührschweiß-Verbindungselements
vor einem Verschweißen
gemäß der Erfindung
zeigt; 13 Fig. 15 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of a friction stir welding connection member before welding according to the invention;
14 ist
eine Längsschnittansicht,
die eine weitere Ausführungsform
eines Reibrührschweiß-Verbindungselements
vor einem Verschweißen
gemäß der Erfindung
zeigt; 14 Fig. 15 is a longitudinal sectional view showing another embodiment of a friction stir welding connection member before welding according to the invention;
15 ist
eine Längsschnittansicht,
die eine weitere Konstruktion eines Reibrührschweiß-Verbindungselements zeigt,
bei dem es sich um keine Ausführungsform
der Erfindung handelt. 15 Fig. 15 is a longitudinal sectional view showing another construction of a friction stir welding connection member which is not an embodiment of the invention.
16 ist
eine Längsschnittansicht,
die ein Reibrührschweiß-Verbindungselement
gemäß einem Vergleichsbeispiel
zeigt; 16 FIG. 15 is a longitudinal sectional view showing a friction agitation joining member according to a comparative example; FIG.
17 ist
eine Längsschnittansicht,
die das Verbindungselement während
eines Reibrührschweißens in
der 16 zeigt; 17 is a longitudinal sectional view illustrating the connecting element during a friction stir welding in the 16 shows;
18 ist
eine Längsschnittansicht,
die das Verbindungselement nach dem Reibrührschweißen in der 16 zeigt;
und 18 is a longitudinal sectional view of the connecting element after the friction stir welding in the 16 shows; and
19 ist
eine Längsschnittansicht,
die das Verbindungselement nach dem Reibrührschweißen beim Vergleichsbeispiel
zeigt. 19 FIG. 15 is a longitudinal sectional view showing the connecting member after the friction stir welding in the comparative example. FIG.
Nun
werden Ausführungsformen
der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Ein
Material für
jedes der Metallelemente 10 und 11 als zu verschweißende Elemente
ist beispielsweise eine Aluminiumlegierung. Jedes der Metallelemente kann
bei einer Wagenkarosserie eines Schienenwagens angewandt werden,
wie es in den 8 bis 10 dargestellt
ist.Embodiments of the invention will now be explained with reference to the figures. A material for each of the metal elements 10 and 11 as an element to be welded, for example, an aluminum alloy. Each of the metal elements may be applied to a car body of a railway car, as shown in FIGS 8th to 10 is shown.
Nun
wird das in den 1 und 2 dargestellte
Verfahren erläutert.
An allen Seiten einer Stoßfläche der
zu verschweißenden
Elemente 10 und 11 (beispielsweise einer Aluminiumlegierung)
sind schräge
Flächen 12 vorhanden.
Im Stoßabschnitt
der Oberseiten der Elemente 10 und 11 wird das
Zentrum eines Abschnitts 21 kleinen Durchmessers eines
rotierenden Körpers 20 positioniert.Now that will be in the 1 and 2 illustrated method explained. On all sides of an abutting surface of the elements to be welded 10 and 11 (For example, an aluminum alloy) are sloping surfaces 12 available. In the bumper section of the tops of the elements 10 and 11 becomes the center of a section 21 small diameter of a rotating body 20 positioned.
Der
rotierende Körper 20 verfügt am Vorderende
eines Rundstabs mit großem
Durchmesser über
den Abschnitt kleinen Durchmessers. Das Verschweißen wird
durch Drehen des rotierenden Körpers 20,
der in die Elemente 10 und 11 eingeführt ist, ausgeführt, wobei
er einer Verbindungslinie entlangbewegt wird.The rotating body 20 has a small diameter section at the front end of a large diameter round bar. The welding is done by turning the rotating body 20 that in the elements 10 and 11 is introduced, being moved along a connecting line.
Ein
zwischen dem Abschnitt 20a großen Durchmessers und dem Abschnitt 21 kleinen
Durchmessers des rotierenden Körpers 20 ausgebildeter Grenzabschnitt 20b ist
zur Seite des Abschnitts 20a großen Durchmessers vertieft,
und er verfügt über eine
Kreisbogenform. Der Abschnitt 21 kleinen Durchmessers ist
mit einem Schraubelement ausgebildet. Während einer Schweißbearbeitung
wird der Abschnitt 20a großen Durchmessers, hinsichtlich
der Mittelachse des rotierenden Körpers 20 entgegen
der Bewegungsrichtung desselben nach hinten geneigt.One between the section 20a large diameter and the section 21 small diameter of the rotating body 20 trained border section 20b is to the side of the section 20a deepened and he has a circular arc shape. The section 21 small diameter is formed with a screw. During a welding process, the section becomes 20a large diameter, with respect to the central axis of the rotating body 20 the same inclined backwards against the direction of movement.
Im
Ergebnis tritt das Hinterende des Grenzabschnitts 20 in
die Elemente 10 und 11 ein, jedoch wird sein Vorderende
in den oberen Abschnitten der Elemente 10 und 11 positioniert.
Das oben genannte "Hinterende" und das "Vorderende" usw. beziehen sich
auf die Bewegungsrichtung des rotierenden Körpers 20. Das Vorderende
des Abschnitts 21 kleinen Durchmessers dringt nicht in
die E-lemente 10 und 11 ein.As a result, the rear end of the boundary portion occurs 20 in the elements 10 and 11 but its front end becomes in the upper sections of the elements 10 and 11 positioned. The above-mentioned "rear end" and "front end" etc. refer to the direction of movement of the rotating body 20 , The front end of the section 21 small diameter does not penetrate into the ele- ments 10 and 11 one.
Um
ein Verschweißen
auszuführen,
werden die Elemente 10 und 11 durch eine Schraube
oder eine Vorrichtung ausgehend von einem oberen Abschnitt auf ein
Bettgestell 40 heruntergedrückt und auf diesem eingeschränkt. Das
Intervall in der horizontalen Richtung der Elemente 10 und 11 ist
klein, und die schrägen
Flächen
stehen in Kontakt oder der Abstand zwischen den Stoßflächen ist
so klein wie möglich
gemacht.To perform a welding, the elements become 10 and 11 by a screw or a device starting from an upper portion on a bed frame 40 depressed and restricted to this. The interval in the horizontal direction of the elements 10 and 11 is small, and the inclined surfaces are in contact or the distance between the abutment surfaces is made as small as possible.
Der
Kontakt zwischen den schrägen
Zwischenräumen 12 wird
durch Druckausübung
auf das Element 10 zum Element 11 hin ausgeführt (in
der 1 die Richtungen nach links und rechts). Während der
Schweißbearbeitung
werden die linke und die rechte Seite des rotierenden Körpers 20 vom
oberen Teil her gegen das Bettgestell 40 gedrückt.The contact between the oblique spaces 12 is by applying pressure to the element 10 to the element 11 carried out (in the 1 the directions to the left and right). During welding, the left and right sides of the rotating body become 20 from the upper part against the bed frame 40 pressed.
Da
die schrägen
Flächen 12 im
Wesentlichen in Kontakt gebracht sind, kann das Fließen eines
plastisch fließenden
Körpers
hinsichtlich des Herausfließens
in einen tieferen Abschnitt eingeschränkt werden. Im Ergebnis kann
die Erzeugung eines Zwischenraums entsprechend dem Herausfließen des
Elements eingeschränkt
werden, und es ist möglich,
ein gutes Reibrührschweißen auszuführen, wie
es in der 2 dargestellt ist. Die Bezugszahl 30 kennzeichnet
eine durch das Reibrührschweißen erzeugte
Schweißnaht.
Die Konfiguration der in der 2 dargestellten
Schweißnaht 30 ist
schematisch wiedergegeben.Because the sloping surfaces 12 are substantially brought into contact, the flow of a plastically flowing body can be limited in terms of flowing out into a deeper section. As a result, the generation of a clearance corresponding to the outflow of the element can be restricted, and it is possible to perform a good friction stir welding as shown in FIG 2 is shown. The reference number 30 indicates a weld produced by the friction stir welding. The configuration of the in the 2 illustrated weld 30 is shown schematically.
Der
Abschnitt der Schweißnaht 30 im
oberen Seitenabschnitt des Elements 10 wird durch die schräge Fläche 12 des
unteren Seitenabschnitts des Elements 11 abgestützt. Im
Ergebnis verbiegt das Element 10 in der Nähe der Schweißnaht 30 nicht aufgrund
einer großen
vertikalen Kraft, die bei der Bearbeitung durch Reibrührschweißen wirkt.
Dies wird durch Entfernen der schrägen Fläche 12 vom Element 11 leicht
ersichtlich.The section of the weld 30 in the upper side section of the element 10 gets through the sloping surface 12 the lower side of the element 11 supported. As a result, the element bends 10 near the weld 30 not due to a large vertical force acting during friction stir welding. This is done by removing the sloping surface 12 from the element 11 easily seen.
Ferner
kann, da die schräge
Fläche 12 vorhanden
ist, das Element 11 nicht im oberen Abschnitt zum Element 10 hin
positioniert werden, und demgemäß kann ein
Absenken der Höhe
einer Oberseite verringert werden. Insbesondere dann, wenn die schrägen Flächen 12 der
Elemente 10 und 11 in Kontakt stehen, ist ein
großer
Effekt zu erwarten.Furthermore, since the oblique surface 12 is present, the element 11 not in the upper section to the element 10 and thus lowering of the height of a top can be reduced. Especially if the sloping surfaces 12 of the elements 10 and 11 In contact, a big effect is expected.
Bei
der oben angegebenen Konstruktion kann beispielsweise selbst dann,
wenn der Abstand der Stoßflächen vor
dem Verschweißen
nicht mehr als 0,2 mm beträgt,
ein gutes Verschweißen
ausgeführt
werden. Ein Bauelement wird durch Verschweißen der zwei Elemente 10 und 11 hergestellt.For example, in the above construction, even if the distance of the abutting surfaces before welding is not more than 0.2 mm, good welding can be performed. A component is made by welding the two elements 10 and 11 produced.
Die
schräge
Fläche 12 kann
mit einer geraden Linie oder einem Kreisbogen, der im oberen Abschnitt
etwas über
einen konkaven Abschnitt verfügt, ausgebildet
sein. Das Verschweißen
der unteren Abschnittsseite der Stoßflächen erfolgt durch Umkehren der
Elemente oder unter Verwendung einer Konstruktion, wobei ein in
der 5 dargestelltes Verfahren angewandt wird.The sloping surface 12 may be formed with a straight line or a circular arc having a concave portion in the upper portion. The welding of the lower portion side of the abutment surfaces by reversing the elements or using a construction, wherein a in the 5 illustrated method is applied.
Bei
einer in den 3 und 4 dargestellten
Ausführungsform
der Erfindung ist eine Stoßfläche eines
Verbindungsabschnitts der Elemente 10 und 11,
entsprechend dem Reibrührschweißen, mit einer
vertikalen Fläche 13 ausgebildet,
und ein unterer Abschnitt derselben ist mit der schrägen Fläche 12 ausgebildet.
Zumindest die schräge
Fläche 12 ist im
unteren Abschnitt ausgehend von der Schweißnaht 30 vorhanden.At one in the 3 and 4 illustrated embodiment of the invention is an abutting surface of a connecting portion of the elements 10 and 11 , according to the friction stir welding, with a vertical surface 13 formed, and a lower portion thereof is with the inclined surface 12 educated. At least the sloping surface 12 is in the lower section starting from the weld 30 available.
Es
ist wünschenswert,
dass die schräge
Fläche 12 mit
der Schweißnaht 30 in
Kontakt steht. Die vertikale Fläche 13 verläuft orthogonal
zu den Außenseiten
der oberen Abschnitte der Elemente 10 und 11.
Ferner stehen in einem oberen Abschnitt der vertikalen Fläche 13 Vorsprungsabschnitte 14 vor,
so dass ein Vorsprungsabschnitt im äußeren Abschnitt (in der 3 im
oberen Abschnitt) von den Außenseiten
der Elemente 10 und 11 vorsteht.It is desirable that the sloping surface 12 with the weld 30 in contact. The vertical surface 13 is orthogonal to the outsides of the upper portions of the elements 10 and 11 , Further, in an upper portion of the vertical surface 13 projection portions 14 in front of, so that a projection portion in the outer portion (in the 3 in the upper section) from the outside of the elements 10 and 11 protrudes.
Die
Form des Vorsprungsabschnitts 14 ist die eines Trapezes,
wie es in der 3 dargestellt ist, wenn die
zwei Vorsprungsabschnitte 14 und 14 stumpf aneinander
liegen. Während
des Schweißens wird
der Grenzabschnitt 20b an einem Außenabschnitt bezogen auf die
Außenseite
eines nicht vorstehenden Ab- schnitts
der Elemente 10 und 11 positioniert. D.h., dass
der Grenzabschnitt 20b zwischen der Spitze des Vorsprungsabschnitts 14 und
dem nicht vorstehenden Abschnitt positioniert wird, d.h., dass der
Grenzabschnitt im Vorsprungsabschnitt 14 positioniert wird.The shape of the protrusion section 14 is that of a trapeze as it is in the 3 is shown when the two projecting portions 14 and 14 dull together. During welding, the boundary section becomes 20b at an outer portion with respect to the outside of a non-protruding portion of the elements 10 and 11 positioned. Ie that the border section 20b between the tip of the protrusion portion 14 and the non-projecting portion, that is, the boundary portion in the projecting portion 14 is positioned.
Das
Vorderende des rotierenden Körpers 20 in
der Bewegungsrichtung wird in einem oberen Abschnitt in Bezug auf
die Oberseiten der Vorsprungsabschnitte 14 und 14 positioniert.
Das Vorderende (in der 3 das Unterende des Abschnitts 21 kleinen Durchmessers
wird am oberen Ende der schrägen Fläche 12 positioniert.
h ≤ h.The front end of the rotating body 20 in the moving direction becomes in an upper portion with respect to the upper sides of the projecting portions 14 and 14 positioned. The front end (in the 3 the bottom of the section 21 small diameter is at the top of the sloping surface 12 positioned. h ≤ h.
Bei
der oben angegebenen Konstruktion kann, im Vergleich zum Fall der 1,
da der Schweißabschnitt
(die Schweißnaht 30)
eine vertikale Fläche
ist, dieser Schweißabschnitt
symmetrisch ausgebildet werden, wobei der Abschnitt 21 kleinen Durchmessers
das Zentrum bildet.In the above construction, compared to the case of 1 because the welding section (the weld 30 ) is a vertical surface, this welding portion are formed symmetrically, wherein the portion 21 small diameter forms the center.
Ferner
fließt
selbst dann, wenn der zwischen den Elementen 10 und 11 erzeugte
Zwischenraum groß ist,
da die Vorsprungsabschnitte 14 und 19 vorhanden
sind, das Element, das sich dem plastischen Fluid in den Vorsprungsabschnitten 14 und 14 zeigt, aus
dem Zwischenraum zwischen den vertikalen Flächen 13 heraus. Im
Ergebnis treten in der Schweißnaht 30 keine
freien Hohlräume
auf.Further, even if that flows between the elements 10 and 11 generated gap is large, since the protrusion sections 14 and 19 are present, the element that is the plastic fluid in the protrusion sections 14 and 14 shows, from the space between the vertical surfaces 13 out. As a result, occur in the weld 30 no free cavities.
Wenn
die Endabschnitt der Elemente 10 und 11 stumpf
aneinander sitzen, wird selbst dann eine Größenkontrolle ausgeführt, wenn
die vertikalen Flächen 13 und 13 nicht
in Kontakt miteinander stehen, wobei die schrägen Flächen 12 und 12 in
Kontakt miteinander zu bringen sind oder aneinander anzunähern sind.When the end section of the elements 10 and 11 Sitting dull against each other, a size control is performed even if the vertical surfaces 13 and 13 not in contact with each other, with the sloping surfaces 12 and 12 are in contact with each other or are to approach each other.
Ferner
wird, während
der Schweißbearbeitung,
die Höhenposition
des Grenzabschnitts 20b des Abschnitts 21 kleinen
Durchmessers und des Abschnitts 20a großen Durchmessers des rotierenden Körpers 20 im
Bereich einer Höhe
h3 positioniert. D.h. das Zentrum des Vorsprungsabschnitts 14 wird in
der vertikalen Fläche 13 positioniert.
Die Breite L1 der oberen Enden der zwei Vorsprungsabschnitte 14 und 14 ist
größer als
der Durchmesser des Abschnitts 20a großen Durchmessers des rotierenden Körpers 20.Further, during welding processing, the height position of the boundary portion becomes 20b of the section 21 small diameter and section 20a large diameter of the rotating body 20 positioned at a height h3. That is, the center of the projecting portion 14 will be in the vertical area 13 positioned. The width L1 of the upper ends of the two projection portions 14 and 14 is greater than the diameter of the section 20a large diameter of the rotating body 20 ,
Dies
wird dann berücksichtigt,
wenn die Position des Abschnitts 21 kleinen Durchmessers
gegenüber
der vertikalen Fläche
verrutscht ist. Nachdem die Reibrührschweißbearbeitung ausgeführt ist, werden
die Vorsprungsabschnitte 14 und 14, die die Außenseiten
der Wagenkarosserie des Schienenwagens bilden, abgeschnitten. Da
die Höhenposition des
Grenzabschnitts 20b des rotierenden Körpers 20 im Vorsprungsabschnitt 14 positioniert
ist, wie oben angegeben, liegt eine Schnittgröße vor.This is then taken into account when the position of the section 21 small diameter slipped relative to the vertical surface. After the friction stir welding is carried out, become the protrusion sections 14 and 14 , which form the outsides of the car body of the rail car, cut off. Because the height position of the border section 20b of the rotating body 20 in the projection section 14 is positioned, as stated above, there is a cutting size.
Im
Ergebnis werden die Vorsprungsabschnitte 14 und 14,
wenn sie abgeschnitten werden, zu einer ebenen Fläche, und
es ist kein vertiefter Abschnitt vorhanden. Demgemäß ist es
wünschenswert,
eine Seite eines Vorsprungsabschnitts 14 an der Außenseite
der Wagenkarosserie anzuordnen.As a result, the protrusion portions become 14 and 14 when cut off, to a flat surface, and there is no recessed section. Accordingly, it is desirable to have one side of a protrusion portion 14 to arrange on the outside of the car body.
Durch
den rotierenden Körper 20 werden
die Metalle der Vorsprungsabschnitte 14 und 14 zum Zwischenraum
der vertikalen Flächen 13 und 13 bewegt,
und dieser Zwischenraum wird aufgefüllt. Im Ergebnis haben die
Erfinder durch Versuche an einem Aluminiumlegierungselement deutlich
klargestellt, dass der Toleranzwert betreffend den Zwischenraum
der vertikalen Flächen 13 und 13 vor
dem Schweißen
um ungefähr
1 mm vergrößert werden kann.Through the rotating body 20 become the metals of the protrusion sections 14 and 14 to the space between the vertical surfaces 13 and 13 moves, and this gap is filled up. As a result, the inventors have made it clear by experiments on an aluminum alloy member that the tolerance value regarding the clearance of the vertical surfaces 13 and 13 can be increased by about 1 mm before welding.
Während der
Schweißbearbeitung
kann selbst dann ein gutes Verschweißen ausgeführt werden, wenn die Position
des unteren Endes des Abschnitts 21 kleinen Durchmessers
an der vertikalen Fläche 13 positioniert
ist, die etwas im oberen Abschnitt gegenüber dem Verbindungsabschnitt
zwischen der schrägen
Fläche 12 und
der vertikalen Fläche 13 der
Stoßflächen der
Elemente 10 und 11 liegt.During welding machining, good welding can be performed even if the position of the lower end of the section 21 small diameter on the vertical surface 13 positioned slightly in the upper portion opposite the connecting portion between the inclined surface 12 and the vertical surface 13 the abutting surfaces of the elements 10 and 11 lies.
Bei
einem durch die 5 veranschaulichten Verfahren
wird das erste Rührschweißen gleichzeitig
von der Ober- und der Unterseite her an den Elementen 10 und 11 der
in der 1 dargestellten Ausführungsform ausgeführt. An
einer Stoßfläche der
Oberseite der Elemente 10 und 11 für das Zentrum
des Abschnitts 21 kleinen Durchmessers eines rotierenden
Körpers 20 im
oberen Abschnitt positioniert.At one by the 5 illustrated method, the first stir welding simultaneously from the top and the bottom of the elements 10 and 11 the Indian 1 illustrated embodiment executed. At an abutment surface of the top of the elements 10 and 11 for the center of the section 21 small diameter of a rotating body 20 positioned in the upper section.
An
einer Stoßfläche der
Unterseite der Elemente 10 und 11 für das Zentrum
des Abschnitts 21 kleinen Durchmessers eines rotierenden
Körpers 20 eines
unteren Abschnitts positioniert. Der Abschnitt 21 kleinen
Durchmessers des rotierenden Körpers 20 des
unteren Abschnitts wird zum oberen Abschnitt hin ausgerichtet. Unter
der Bedingung, dass die Positionen der Bewegungsrichtungen der zwei
rotierenden Körper 20 und 20 gleich
sind, werden sie mit derselben Geschwindigkeit bewegt, und das Reibrührschweißen wird
ausgeführt.At an abutment surface of the bottom of the elements 10 and 11 for the center of the section 21 small diameter of a rotating body 20 a lower section positioned. The section 21 small diameter of the rotating body 20 of the lower section is aligned towards the upper section. On the condition that the positions of the directions of movement of the two rotating bodies 20 and 20 are the same, they are moved at the same speed, and the friction stir welding is carried out.
D.h.,
dass dafür
gesorgt wird, dass ein Arbeitspunkt einer Last (einer Kraft zum
Einführen
des rotierenden Körpers 20 in
das Element) für
den rotierenden Körper 20 des
oberen Abschnitts sowie ein Arbeitspunkt einer Last entsprechend
dem rotierenden Körper 20 des
unteren Abschnitts nicht weit voneinander getrennt sind. Daher werden
Biegungen der Elemente 10 und 11 verhindert. Am
Umfang des rotierenden Körpers 20 des
unteren Abschnitts ist kein Bettgestell 400 vorhanden.
Ein Bettgestell 40 ist zur vertikalen Richtung des rotierenden
Körpers 20 des oberen
Abschnitts hin positioniert.That is, it is ensured that an operating point of a load (a force for inserting the rotating body 20 in the element) for the rotating body 20 of the upper portion and an operating point of a load corresponding to the rotating body 20 of the lower section are not far apart. Therefore, bends of the elements 10 and 11 prevented. At the circumference of the rotating body 20 the lower section is not a bed frame 400 available. A bedstead 40 is to the vertical direction of the rotating body 20 positioned in the upper section.
Beim
Verschweißen
des unteren Abschnitts kann ein Verbiegen desselben eingeschränkt werden,
da der Verbindungsabschnitt des Elements 11 durch die schräge Fläche desselben
abgestützt
wird.In welding the lower portion, bending thereof can be restricted because the connecting portion of the member 11 supported by the inclined surface thereof.
Bei
einer in der 6 dargestellten Ausführungsform
sind die Stoßflächen der
Oberseite und der Unterseite der Elemente 10 und 11 durch
die vertikalen Flächen 13 und 13 gebildet.
In der vertikalen Richtung der vertikalen Fläche 13 des oberen
Abschnitts existiert keine vertikale Fläche 13 des unteren
Abschnitts. Die beiden vertikalen Flächen sind durch eine zwischen
ihnen liegende schräge
Fläche 12 verbunden.At one in the 6 illustrated embodiment, the abutting surfaces of the top and bottom of the elements 10 and 11 through the vertical surfaces 13 and 13 educated. In the vertical direction of the vertical surface 13 of the upper section, there is no vertical surface 13 of the lower section. The two vertical surfaces are by an inclined surface lying between them 12 connected.
Bei
einer in der 7 dargestellten Ausführungsform
sind die Stoßflächen der
Oberseite und der Unterseite der Elemente 10 und 11 mit
vertikalen Flächen 13 und 13 ausgebildet.
Die vertikalen Flächen 13 und 13 des
unteren Abschnitts existieren in einer Verlängerungslinie der vertikalen
Flächen 13 und 13 des
oberen Abschnitts.At one in the 7 illustrated embodiment, the abutting surfaces of the top and bottom of the elements 10 and 11 with vertical surfaces 13 and 13 educated. The vertical surfaces 13 and 13 of the lower section exist in an extension line of the vertical surfaces 13 and 13 of the upper section.
Die
Stoßflächen zwischen
den oberen und unteren vertikalen Flächen 13 und 13 sind
mit V-förmigen,
schrägen
Flächen 12 und 12 ausgebildet.
Ein Endabschnitt des Elements 11 ist mit einem V-förmigen,
konkaven Abschnitt ausgebildet, und ein Endabschnitt des Elements 10 ist
mit einem V-förmigen, vertieften
Abschnitt ausgebildet. Wenn die Endabschnitte der Elemente 10 und 11 stumpf
aneinander gesetzt sind, erfolgt eine Dimensionskontrolle selbst
dann, wenn die vertikalen Flächen
nicht miteinander in Kontakt gebracht sind, wobei die schrägen Flächen 12 und 12 miteinander
in Kontakt stehen oder aneinander angenähert sind. Beispielsweise ist der
Abstand der schrägen
Flächen 12 und 12 des vertieften
Abschnitts kleiner als der Abstand der schrägen Flächen 12 und 12 des
konkaven Abschnitts ausgebildet.The abutment surfaces between the upper and lower vertical surfaces 13 and 13 are with V-shaped, sloping surfaces 12 and 12 educated. An end section of the element 11 is formed with a V-shaped concave portion, and an end portion of the element 10 is formed with a V-shaped, recessed portion. When the end sections of the elements 10 and 11 Dimensional control is done even when the vertical surfaces are not brought into contact with each other, wherein the inclined surfaces 12 and 12 are in contact with each other or are close to each other. For example, the distance of the inclined surfaces 12 and 12 of the recessed portion is smaller than the distance of the oblique surfaces 12 and 12 formed of the concave portion.
Bei
der oben genannten Konstruktion können, da der rotierende Körper 30 des
unteren Abschnitts im Wesentlichen im unteren Abschnitt des rotierenden
Körpers 20 des
oberen Abschnitts positioniert wird, Verbiegungen der Elemente 10 und 11 weiter
verringert werden. Ferner kann durch Anbringen der V-förmigen,
schrägen
Flächen 12 ein
Verrutschen in der oberen und unteren Richtung der Elemente 10 und 11 verhindert
werden. Im Ergebnis kann ein gutes Reibrührschweißen erzielt werden.In the above construction, because of the rotating body 30 of the lower portion substantially in the lower portion of the rotating body 20 the upper section is positioned, bending the elements 10 and 11 be further reduced. Further, by attaching the V-shaped inclined surfaces 12 a slippage in the upper and lower direction of the elements 10 and 11 be prevented. As a result, good friction stir welding can be achieved.
Ferner
sind der Bodenabschnitt des V-förmigen,
vertieften Abschnitts des Elements 10 und der Kopfabschnitt
des V-förmigen,
konkaven Abschnitts des Elements 11 nicht vorhanden, sondern
es ist eine trapezförmige
Struktur ausgebildet. Ferner ist zwischen den vertikalen Flächen 15 und 15 der
Elemente 10 und 11 ein Zwischenraum 16 vorhanden.
Bei dieser Konstruktion wird der Kontakt zwischen der oberen und
der unteren vertikalen Fläche 13 und 13 leicht
gebildet.Further, the bottom portion of the V-shaped recessed portion of the element 10 and the head portion of the V-shaped concave portion of the element 11 not present, but it is a trapezoidal structure formed. Furthermore, between the vertical surfaces 15 and 15 of the elements 10 and 11 a gap 16 available. In this construction, the contact between the upper and the lower vertical surface 13 and 13 easily formed.
Durch
Anbringen der schrägen
Flächen 12 der
Elemente 10 und 11 kann ein Herausfließen der Metalle
während
des Reibrührschweißens verhindert werden.
Wie es in der 19 dargestellt ist, wird als den
schrägen
Flächen 12 entsprechende
Konstruktion eine solche in Betracht gezogen, dass Flächen 395 und 346 parallel
zu den Außenseiten
der Elemente 340 und 341 vorhanden sind, und durch
diese Flächen
wird das Herausfließen
der Metalle verhindert.By attaching the sloping surfaces 12 of the elements 10 and 11 it is possible to prevent the metals from flowing out during the friction stir welding. As it is in the 19 is shown as the oblique surfaces 12 appropriate construction considered such that surfaces 395 and 346 parallel to the outside of the elements 340 and 341 are present, and through these surfaces, the outflow of the metals is prevented.
Jedoch
ist es erforderlich, den Abstand zwischen den Flächen 345 und 356 des
Elements 340 größer als
den Abstand zwischen den Flächen 356 und 356 des
Elements 341 zu machen. Zwischen den Flächen 345 und den Flächen 356 wird
ein Zwischenraum gebildet. Im Ergebnis fließt der plastisch fließende Körper zu
diesem Zwischenraum heraus, und es kann leicht ein Defekt auftreten.
Andernfalls sind Flansche 343 und 343 des Elements 390 so
ausgebildet, dass eine Biegung zur Innenseite hin vorliegt.However, it is necessary to keep the distance between the surfaces 345 and 356 of the element 340 greater than the distance between the surfaces 356 and 356 of the element 341 close. Between the surfaces 345 and the surfaces 356 a gap is formed. As a result, the plastically flowing body flows out to this gap, and a defect can easily occur. Otherwise, flanges are 343 and 343 of the element 390 designed so that there is a bend towards the inside.
Wenn
der Vorsprungsabschnitt 14 nicht vorhanden ist, ist die
Biegung erkennbar. Wenn der Vorsprungsabschnitt 14 vorhanden
ist, ist es erforderlich, ihn unter Berücksichtigung des oben genannten Zwischenraums
groß zu
machen, und die Kosten werden hoch. Bei der in der 7 dargestellten
Ausführungsform
kann dann, wenn der Abstand zwischen den Elementen 10 und 11 einer
Entfernung entspricht, etwas ähnliches
auftreten, da jedoch die schrägen
Flächen
vorhanden sind, ist aus einem Verstärkungsgesichtspunkt für eine Verstärkung ge sorgt,
und im Ergebnis wird die Verbiegung des Endabschnitts des Elements 10 verringert.When the projecting portion 14 is not present, the bend is recognizable. When the projecting portion 14 is present, it is necessary to make it large in consideration of the above gap, and the cost becomes high. When in the 7 illustrated embodiment can then, when the distance between the elements 10 and 11 corresponding to a distance, somewhat similar to occur, however, since the inclined surfaces are present, reinforcement is provided from a reinforcement point of view, and as a result, the deflection of the end portion of the element becomes 10 reduced.
Wie
oben angegeben, treten im Rahmenelement der 12 leicht
zwei nächste
Zwischenräume auf.
Einer der zwei Zwischenräume
ist ein solcher zwischen den Flächen 345 und 356.
Der andere der zwei Zwischenräume
ist ein solcher zwischen einem Vorderende (einer vertikalen Fläche) des
Flanschs 343 und einer Verbindungsfläche (einer vertikalen Fläche) des
Formelements 341. Diese zwei Zwischenräume haben einen großen Einfluss
auf das Reibrührschweißen.As stated above, occur in the frame element of 12 easily two next spaces on. One of the two spaces is one between the surfaces 345 and 356 , The other of the two spaces is one between a front end (a vertical surface) of the flange 343 and a connection surface (a vertical surface) of the feature element 341 , These two spaces have a great influence on the friction stir welding.
Dies
gilt unter der Berücksichtigung
insbesondere der von der 7 bis zur 13 dargestellten
Ausführungsformen.
D.h., da die schrägen
Flächen 12 für eine Kontaktbildung
vorhanden sind, ist der einzige Zwischenraum derjenigen der vertikalen Fläche 13,
und infolgedessen können
die Schweißbedingungen
gut sein.This applies under consideration in particular of the 7 to 13 illustrated embodiments. That is, because the sloping surfaces 12 for contact formation, the only gap is that of the vertical surface 13 , and as a result, the welding conditions can be good.
Bei
von der 8 bis zur 14 dargestellten
Ausführungsformen
ist ein Anwendungsbeispiel für
die Wagenkarosserie des Schienenwagens dargestellt. In der 10 besteht
die Wagenkarosserie des Schienenwagens aus einem seitlichen Konstruktionskörper 50,
der eine Seitenfläche
der Wagenkarosserie bildet, einem oberen Dachfläche-Konstruktionskörper 51,
einem unteren Boden-Konstruktionskörper 52 sowie
einem Endabschnitt an einem Ende-Konstruktionskörper 53 in
der Längsrichtung.At by the 8th to 14 illustrated embodiments, an application example of the car body of the rail car is shown. In the 10 the car body of the rail car consists of a lateral structural body 50 that forms a side surface of the car body, an upper roof construction body 51 , a bottom floor construction body 52 and an end portion at an end construction body 53 in the longitudinal direction.
Der
seitliche Konstruktionskörper 50 wird durch
paralleles Anordnen mehrerer extrudierter Rahmenelemente 60 und 70 und
durch Verschweißen
eines Stoßabschnitts
derselben entsprechend der Reibrührschweißbearbeitung
aufgebaut. Sowohl der Dach-Konstruktionskörper 51 als auch der
Boden-Konstruktionskörper 52 sind ähnlich wie
der seitliche Konstruktionskörper 50 aufgebaut.The lateral construction body 50 is done by arranging several extruded frame elements in parallel 60 and 70 and constructed by welding a butt portion thereof according to the friction stir welding machining. Both the roof construction body 51 as well as the ground construction body 52 are similar to the lateral construction body 50 built up.
Das
Verschweißen
zwischen dem seitlichen Konstruktionskörper 50 und dem Dach-Konstruktionskörper 51 sowie
das Verschweißen
zwischen dem seitlichen Konstruktionskörper 50 und dem Boden-Konstruktionskörper 51 werden
unter Verwendung eines MIG(Metallelektrode-Inertgas)-Schweißvorgangs
usw. ausgeführt.The welding between the lateral structural body 50 and the roof construction body 51 and the welding between the lateral structural body 50 and the ground construction body 51 are carried out using MIG (Metal Electrode Inert Gas) welding, etc.
In
den 8 und 9 entsprechen die extrudierten
Rahmenelemente 60 und 70 den Elementen 10 bzw. 11 der
von der 1 bis zur 7 dargestellten
Ausführungsform.In the 8th and 9 correspond to the extruded frame elements 60 and 70 the elements 10 respectively. 11 the one of the 1 to 7 illustrated embodiment.
Die
extrudierten Rahmenelemente 60 und 70 bestehen
aus Frontplatten 61 und 71, die die Außenseite
der Wagenkarosserie bilden, mehreren Rippen 62, 63 sowie 72, 73 an
der Wageninnenseite sowie Frontplatten 65, 66 sowie 75, 76,
die an den vorderen Abschnitten der Rippen vorhanden sind. Entlang
der Breitenrichtung der extrudierten Rahmenelemente 60 und 70 sind
mehrere Rippen 73 und 73 sowie mehrere Frontplatten 66 und 76 vorhanden.
Mit den Frontplatten 65, 66 sowie 75, 76 sind
eine Stütze
(im Fall des seitlichen Konstruktionskörpers 50, nicht dargestellt),
ein Sparren (im Fall des Dach-Konstruktionskörpers 51, nicht dargestellt)
und ein Querträger (im
Fall des Boden-Konstruktionskörpers 52,
nicht dargestellt) sowie Installationssitze für verschiedene Komponenten
verschweißt.
Die Konfiguration des Verbindungsformelements ist im Wesentlichen ähnlich der
in der 7. Ähnlich
wie bei der in der 7 dargestellten Ausführungsform
wird das Reibrührschweißen gleichzeitig
für die
Ober- und die Unterseite ausgeführt.The extruded frame elements 60 and 70 consist of front panels 61 and 71 that form the outside of the car body, several ribs 62 . 63 such as 72 . 73 on the inside of the car as well as front panels 65 . 66 such as 75 . 76 which are present at the front portions of the ribs. Along the width direction of the extruded frame members 60 and 70 are several ribs 73 and 73 as well as several front panels 66 and 76 available. With the front panels 65 . 66 such as 75 . 76 are a support (in the case of the lateral structural body 50 , not shown), a rafter (in the case of the roof construction body 51 not shown) and a cross member (in the case of the floor construction body 52 , not shown) as well as installation seats for various components welded. The configuration of the connection form element is substantially similar to that in FIG 7 , Similar to the one in the 7 In the illustrated embodiment, the friction stir welding is performed simultaneously for the top and the bottom.
An
den Frontplatten 65 und 75 ist eine Rolle (nicht
dargestellt) zum Lagern des rotierenden Körpers 20 des oberen
Abschnitts vorhanden. Ein Ende des Rahmenelements 60 verfügt über eine
konkave Trapezform, und ein Ende des Rahmenelements 70 verfügt über eine
vertiefte Trapezform. Ein anderes Ende des Rahmenelements 60 verfügt über die
Form des oben genannten einen Endes des Rahmenelements 70 oder
die Form des oben genannten einen Endes des Rahmenelements 60.
Die zwei Rahmenelemente können
zusammengebaut werden.On the front panels 65 and 75 is a roller (not shown) for supporting the rotating body 20 of the upper section available. One end of the frame element 60 has a concave trapezoidal shape, and one end of the frame element 70 has a recessed trapezoidal shape. Another end of the frame element 60 has the shape of the above one end of the frame member 70 or the shape of the above-mentioned one end of the frame member 60 , The two frame elements can be assembled.
Die
extrudierten Rahmenelement 60 und 70 verfügen über Doppelebenestrukturen,
wie oben angegeben. Eine der Ebenen besteht aus den Frontplatten 61 und 71,
und die andere der Ebenen besteht aus den Frontplatten 65, 66 sowie 75 und 76. Entgegen
der oben genannten Struktur mit zwei Ebenen wird für den Fall,
dass die Reibrührschweißbearbeitung
von der Außenseite
her ausgeführt
wird, in Betracht gezogen, dass die Frontplatten des Verbindungsabschnitts
entsprechend der oben genannten vertikalen Last während des
Schweißvorgangs
zur Seite der anderen Frontplatten verbogen werden.The extruded frame element 60 and 70 have dual level structures as stated above. One of the levels consists of the front panels 61 and 71 , and the other of the levels consists of the front panels 65 . 66 such as 75 and 76 , Contrary to the above-mentioned two-level structure, in the case where the friction stir welding machining is performed from the outside, it is considered that the front plates of the connection portion are bent to the side of the other face plates according to the above vertical load during the welding operation.
Jedoch
treten bei den in der 8 dargestellten Verbindungselementen,
da der Endabschnitt des extrudierten Rahmenelements 60 über die
Rippe 62 verfügt
und da das Reibrührschweißen für den oberen
und den unteren Abschnitt dieses Endabschnitts ausgeführt wird,
keine Verbiegungen am Verbindungsabschnitt der Rahmenelemente 60 und 70 auf.
D.h., dass die Rippe 62 als Stützelement zum Auffangen der
vertikalen Last während
des Reibrührschweißens wirken
kann. D.h., dass die Rippe 62 in einer Linie zum Verbinden
der vertikalen Flächen 13 und 13 vorhanden
ist.However occur in the in the 8th shown connecting elements, since the end portion of the extruded frame member 60 over the rib 62 and since the friction stir welding is performed for the upper and lower portions of this end portion, no bending occurs at the connecting portion of the frame members 60 and 70 on. Ie that the rib 62 can act as a support member for catching the vertical load during the friction stir welding. Ie that the rib 62 in a line for connecting the vertical surfaces 13 and 13 is available.
Andererseits
tritt, da das Rahmenelement 70 an der schrägen Fläche der
Rippe 62 montiert ist und da ferner diese Rippe 62 in
der Nähe
des Verbindungsabschnitts vorhanden ist, am Verbindungsabschnitt
des Rahmenelements 70 keine Verbiegung auf. Diese Tatsachen
werden durch Vergleichen mit einer in der 19 dargestellten
Konstruktion ersichtlich.On the other hand, since the frame element occurs 70 on the sloping surface of the rib 62 is mounted and there also this rib 62 is present in the vicinity of the connecting portion, at the connecting portion of the frame member 70 no bending up. These facts are compared with one in the 19 shown construction.
D.h.,
dass die vertikalen Flächen 13 und 13 im
Bereich einer Verlängerungslinie
der Plattendicke der Rippe 62 existieren. Im oben genannten
Bereich werden zumindest Teile der Schweißnähte 30 und 30 positioniert.
Das oben genannte Verbindungsformelement kann bei einem hohlen,
extrudierten Rahmenelement angewandt werden, mit dem die Frontplatten 65, 66 (75, 76, 77)
verbunden werden.Ie that the vertical surfaces 13 and 13 in the region of an extension line of the plate thickness of the rib 62 exist. In the above range are at least parts of the welds 30 and 30 positioned. The above connection forming element can be applied to a hollow, extruded frame member with which the front panels 65 . 66 ( 75 . 76 . 77 ) get connected.
Nach
dem Herstellen des seitlichen Konstruktionskörpers 50 wird der
Vorsprungsabschnitt 14 abgeschnitten, und die Außenfläche wird
zu einer flachen, glatten Struktur ausgebildet. Auf der Wageninnenseite
ist es nicht immer erforderlich, das Abschneiden des Vorsprungsabschnitts
auszuführen. Danach
kann eine Endbearbeitung durch einen Endanstrich ausgeführt werden,
jedoch erfolgt eine Erläuterung
für den
Fall, dass kein Endanstrich ausgeführt wird.After producing the lateral structural body 50 becomes the projecting portion 14 cut off, and the outer surface is formed into a flat, smooth structure. On the car inside, it is not always necessary to carry out the cutting of the projecting portion. Thereafter, finishing may be performed by an end coat, but an explanation will be given in the case where no finish coat is carried out.
Danach
wird eine Haarlinien-Endbearbeitung oder eine Endbearbeitung für einen
transparenten Anstrich ausgeführt.
Da ein Reibrührschweißen ausgeführt wird,
kann der Verbindungsabschnitt im Vergleich zu MIG-Schweißen nicht
durch visuelle Betrachtung klargestellt werden. Im Ergebnis kann
eine Textur erscheinen, jedoch kann ein gutes Aussehen des seitlichen
Konstruktionskörpers
erzielt werden. Dies kann billig erhalten werden. Die Schweißabschnitte
des seitlichen Konstruktionskörpers 50,
des Dach-Konstruktionskörpers 51,
des Boden-Konstruktionskörpers 52 und
des Ende-Konstruktionskörpers 53 sind
an Positionen positioniert, die von der seitlichen Konstruktionsseite
her schwierig zu sehen sind.Thereafter, a hairline finishing or finishing for a transparent paint is carried out. Since friction stir welding is performed, the joint portion can not be clarified by visual inspection as compared with MIG welding. As a result, a texture may appear, but a good appearance of the lateral structural body can be achieved. This can be obtained cheaply. The welding sections of the lateral structural body 50 , the roof construction body 51 , the soil construction body 52 and the end construction body 53 are positioned at positions that are difficult to see from the side of the design side.
Unter
Bezugnahme auf die 11 und 12 wird
eine Verbindung eines extrudierten Rahmenelements des Konstruktionskörpers mit
zwei Ebenen erläutert.
Ein extrudiertes Rahmenelement 100 (110) verfügt über zwei
im Wesentlichen paral lele Frontplatten 101 und 102 (111 und 112),
mehrere Rippen 103 und 106 (113 und 116)
für Verbindung
mit diesen, einen Vorsprungsabschnitt 104 (114),
der in der Dickenrichtung der Rahmenelemente 110 und 110 in
einem Endabschnitt eines Verbindungsabschnitts vorsteht, und Vorsprungsteile 117 und 117, die
von der Endabschnittsrippe 106 zum gegenüberliegenden
Rahmenelement 110 vorstehen.With reference to the 11 and 12 a connection of an extruded frame member of the construction body is explained with two levels. An extruded frame element 100 ( 110 ) has two essentially parallel front panels 101 and 102 ( 111 and 112 ), several ribs 103 and 106 ( 113 and 116 ) for connection with these, a protrusion section 104 ( 114 ), in the thickness direction of the frame members 110 and 110 protrudes in an end portion of a connecting portion, and projecting portions 117 and 117 coming from the end section rib 106 to the opposite frame element 110 protrude.
Die
mehreren Rippen 103 und 113 sind entlang einer
Breitenrichtung der Rahmenelemente 100 und 110 vorhanden.
Die Rippe 103 (113) ist so vorhanden, dass sie
gegen die Frontplatten 101 und 102 (111 und 112)
geneigt ist. Die Rippe 106 (116) ist so vorhanden,
dass sie orthogonal zu den Frontplatten 101 und 102 (111 und 112)
verläuft.
Jede der Bezugszahlen 109 und 119 kennzeichnet
einen hohlen Abschnitt.The multiple ribs 103 and 113 are along a width direction of the frame members 100 and 110 available. The rib 103 ( 113 ) is present so that it is against the front panels 101 and 102 ( 111 and 112 ) is inclined. The rib 106 ( 116 ) is present so that it is orthogonal to the front panels 101 and 102 ( 111 and 112 ) runs. Each of the reference numbers 109 and 119 denotes a hollow section.
An
den Endabschnitten der Rahmenelemente 100 und 110 sind
vertikale Flächen 121 und
schräge
Flächen 122 vorhanden.
Die vertikalen Flächen 121 sind
an den Endabschnitten der Frontplatten 101, 102 sowie 111, 112 positioniert.
Die schräge
Fläche 122 des
Rahmenelements 110 ist an einer Seite der Frontplattenseite
des Vorsprungsteils 117 positioniert. Die schräge Fläche 122 des
Rahmenelements 110 ist an einem vertieften Abschnitt positioniert,
der den Vorsprungsteil 117 aufnimmt. Die schräge Fläche 122 ist
ausgehend von einer Position geneigt, an der die vertikale Fläche 121 in
der Dickenrichtung des Rahmenelements eindringt.At the end portions of the frame members 100 and 110 are vertical surfaces 121 and sloping surfaces 122 available. The vertical surfaces 121 are at the end sections of the front panels 101 . 102 such as 111 . 112 positioned. The sloping surface 122 of the frame element 110 is on one side of the front panel side of the projecting part 117 positioned. The sloping surface 122 of the frame element 110 is positioned at a recessed portion of the projection portion 117 receives. The sloping surface 122 is inclined starting from a position at which the vertical surface 121 penetrates in the thickness direction of the frame member.
Der
Vorsprungsteil 117 besteht zu einem äußeren Abschnitt (der Seite
des Rahmenelements 100) in der Breitenrichtung des Rahmenelements 100 vor.
Die Vorsprungsabschnitte 104 und 114 sind an den
Endabschnitten der jeweiligen Frontplatten 101, 102 sowie 111, 112 positioniert.
Die Rippe 116 des Rahmenelements 110 ist auf der
Verlängerungslinie
des Verbindungsabschnitts positioniert. Es gilt die Annahme, dass
die Mittelachse des rotierenden Körpers 20 auf der Verlängerungslinie
des Plattendickezentrums der Rippe 116 liegt. Die vertikalen
Flächen 121 des
Rahmenelements 110 sind ausgehend vom Plattendickezentrum
der Rippe 116 etwas zur Zentrumsseite in der Breitenrichtung
des Rahmenelements 110 positioniert.The projection part 117 consists of an outer portion (the side of the frame element 100 ) in the width direction of the frame member 100 in front. The protrusion sections 104 and 114 are at the end sections of the respective front panels 101 . 102 such as 111 . 112 positioned. The rib 116 of the frame element 110 is positioned on the extension line of the connection section. The assumption is that the central axis of the rotating body 20 on the extension line of the plate thickness center of the rib 116 lies. The vertical surfaces 121 of the frame element 110 are starting from the plate thickness center of the rib 116 slightly to the center side in the width direction of the frame member 110 positioned.
Die
zwei vertikalen Flächen 121 liegen
innerhalb eines Bereichs der Verlängerungslinie der Plattendicke
der Rippe 116. Die Plattendicke der Rippe 116 ist
größer als
diejenige der Rippe 106.The two vertical surfaces 121 are within a range of the extension line of the plate thickness of the rib 116 , The plate thickness of the rib 116 is bigger than the rib 106 ,
Wenn
beim Zusammenbauen der Rahmenelemente 100 und 110 die
schrägen
Flächen 122 und 122 in
Kontakt gebracht werden, entsteht ein gewisser Zwischenraum zwischen
der vertikalen Fläche 121 des
Rahmenelements 100 und der vertikalen Fläche 121 des
Rahmenelements 110. Beispielsweise ist der Abstand zwischen
den schrägen
Flächen 122 und 122 des
vertieften Abschnitts kleiner als der Abstand zwischen den schrägen Flächen 122 und 122 des
konkaven Abschnitts ausgebildet. Andernfalls ist der Abstand der
schrägen
Flächen 122 klein ausgebildet.When assembling the frame elements 100 and 110 the sloping surfaces 122 and 122 be brought into contact, creates a certain gap between the vertical surface 121 of the frame element 100 and the vertical surface 121 of the frame element 110 , For example, the distance between the sloping surfaces 122 and 122 of the recessed portion smaller than the distance between the inclined surfaces 122 and 122 formed of the concave portion. Otherwise, the distance is the sloping surfaces 122 small trained.
Da
die Rippe 106 am Rahmenelement 100 vorhanden ist,
kann die Dicke des Vorsprungsabschnitts 104 und der schrägen Fläche 122 hinsichtlich
der Genauigkeit verbessert werden, und die Herstellung an den Endabschnitten
kann leicht erfolgen.Because the rib 106 on the frame element 100 is present, the thickness of the protrusion portion 104 and the sloping surface 122 can be improved in terms of accuracy, and the production at the end portions can be done easily.
Da
am Verbindungsabschnitt zwischen der schrägen Fläche 122 und der Rippe 106 des
Rahmenelements 100 ein vertiefter Abschnitt vorhanden ist,
der gegenüber
der Verlängerungslinie
der Schräge 122 vertieft
ist, kann die Querschnittsfläche
des Endabschnitts des Rahmenelements 100 klein gemacht
werden, und es kann eine leichte Konstruktion erzielt werden.Since at the connecting portion between the inclined surface 122 and the rib 106 of the frame element 100 a recessed portion is present, opposite the extension line of the slope 122 is recessed, the cross-sectional area of the end portion of the frame member 100 be made small, and it can be achieved a lightweight construction.
Bei
einer in der 13 dargestellten Ausführungsform
ist der Stoßabschnitt
an einer mittleren Position zwischen der Rippe 106 und
einer Rippe 116b positioniert. Der Abstand von der vertikalen
Fläche 121 zur
Rippe 106 des Rahmenelements 100 ist im Wesentlichen
derselbe wie derjenige von der vertikalen Fläche 121 zur Rippe 116b des
Rahmenelements 110. Die Plattendicken der zwei Rippen 106 und 116 sind
gleich.At one in the 13 In the illustrated embodiment, the abutting portion is at a middle position between the rib 106 and a rib 116b positioned. The distance from the vertical surface 121 to the rib 106 of the frame element 100 is essentially the same as that of the vertical surface 121 to the rib 116b of the frame element 110 , The plate thicknesses of the two ribs 106 and 116 are equal.
Das
Intervall L5 zwischen den zwei Rippen 106 und 116b ist
größer als
der Durchmesser des Abschnitts 21 kleinen Durchmessers,
jedoch kleiner als der Durchmesser D1 des Abschnitts 20b großen Durchmessers.
Die Breite (diejenige in der Breitenrichtung des Rahmenelements)
des Vorsprungsabschnitts 104 ist dieselbe wie diejenige
des Vorsprungsabschnitts 114.The interval L5 between the two ribs 106 and 116b is greater than the diameter of the section 21 small diameter, but smaller than the diameter D1 of the section 20b of large diameter. The width (that in the width direction of the frame member) of the protrusion portion 104 is the same as that of the protrusion portion 114 ,
Die
vertikalen Flächen
werden durch einen optischen Sensor erfasst, und durch Positionieren der
Mittelachse des rotierenden Körpers 20 an
der Zwischenposition zwischen den vertikalen Flächen 121 und 121 wird
die Reibrührschweißbearbeitung ausgeführt. Im
Ergebnis ist die Mittelachse des rotierenden Körpers 20 an der Zwischenposition
zwischen den zwei Rippen 106 und 116b positioniert.The vertical surfaces are detected by an optical sensor, and by positioning the central axis of the rotating body 20 at the intermediate position between the vertical surfaces 121 and 121 the friction stir welding machining is carried out. As a result, the central axis of the rotating body 20 at the intermediate position between the two ribs 106 and 116b positioned.
Ferner
wird die Mittelachse des rotierenden Körpers 20 an der Zwischenposition
betreffend die Breiten der Vorsprungsabschnitte 104 und 114 positioniert.
Das Zentrum der Schweißnaht
wird an der Zwischenposition zwischen den zwei Rippen 106 und 116 positioniert.
Die Größe und die
Position des rotierenden Körpers 20 sowie
andere Konstruktionen sind ähnlich
wie bei den oben angegebenen Ausführungsformen.Further, the center axis of the rotating body becomes 20 at the intermediate position concerning the widths of the protrusion sections 104 and 114 positioned. The center of the weld is at the intermediate position between the two ribs 106 and 116 positioned. The size and position of the rotating body 20 and other constructions are similar to the above embodiments.
Da
bei der obigen Konstruktion die Last während der Schweißbearbeitung
von den zwei Rippen 106 und 116b getragen wird,
kann die Plattendicke der Rippe 116b kleiner als die bei
der in der 12 dargestellten Ausführungsform
gemacht werden. Im Ergebnis kann der Gesamtwert der Plattendicken
der zwei Rippen 106 und 116b kleiner als der bei
der in der 12 dargestellten Ausführungsform
gemacht werden. Im Ergebnis kann eine leichte Konstruktion erzielt
werden. Ferner kann sich, bei der in der 12 dargestellten
Ausführungsform,
innerhalb der zwei Rippen 106 und 116, da die
Last konzentrisch zur Rippe 116 abgestützt wird, die Rippe 116 leicht verbiegen.In the above construction, since the load during welding work is from the two ribs 106 and 116b is worn, the plate thickness of the rib can 116b smaller than the one in the 12 illustrated embodiment are made. As a result, the total value of the plate thicknesses of the two ribs 106 and 116b smaller than the one in the 12 illustrated embodiment are made. As a result, a lightweight construction can be achieved. Furthermore, in which in the 12 illustrated embodiment, within the two ribs 106 and 116 because the load is concentric with the rib 116 is supported, the rib 116 bend easily.
Jedoch
empfangen bei der in der 13 dargestellten
Ausführungsform
die beiden Rippen 106 und 116b im Wesentlichen
dieselbe Last, und es tritt kaum eine Biegeverformung der Rippen 106 und 116b auf.
Es ist bevorzugt, den Abstand von der Rippe 106 zur Mittelachse
des rotierenden Körpers 20 und
den Abstand von der Rippe 116 zur Mittelachse des rotierenden
Körpers 20 im
Wesentlichen gleich zu machen.However received at the in the 13 illustrated embodiment, the two ribs 106 and 116b essentially the same load, and there is hardly any bending deformation of the ribs 106 and 116b on. It is preferred the distance from the rib 106 to the central axis of the rotating body 20 and the distance from the rib 116 to the central axis of the rotating body 20 essentially the same.
Das
Intervall L5 zwischen den zwei Rippen 106 und 116b ist
kleiner als der Durchmesser D1 des Abschnitts 20b großen Durchmessers
des rotierenden Körpers 20.
Im Ergebnis wirkt die Last durch den Abschnitt 20a großen Durchmessers
zusätzlich
auf die Rippen 106 und 116b, und daher kann die
Biegeverformung der Frontplatten 101 und 111 klein
gemacht werden.The interval L5 between the two ribs 106 and 116b is smaller than the diameter D1 of the section 20b large diameter of the rotating body 20 , As a result, the load acts through the section 20a large diameter in addition to the ribs 106 and 116b , and therefore, the bending deformation of the front panels 101 and 111 be made small.
Unter
Berücksichtigung
des Fehlers der Position des rotierenden Körpers 20, da die Breite
L1 zwischen den Vorsprungsabschnitten 104 und 114 größer als
der Durchmesser D1 des Abschnitts 20b großen Durchmessers
ist (L1 > D1). Ferner
wird die Reibrührschweißbearbeitung
beendet, und die Schweißnaht
ist ent lang dem Abschnitt 20a großen Durchmessers und dem Abschnitt 21 kleinen
Durchmessers etwas groß ausgebildet.Taking into account the error of the position of the rotating body 20 because the width L1 between the projecting portions 104 and 114 greater than the diameter D1 of the section 20b of large diameter (L1> D1). Further, the friction stir welding processing is finished, and the weld is ent long the section 20a large diameter and the section 21 small diameter slightly large.
Danach
wird eine Fläche,
oder es werden beide Flächen,
der Vorsprungsabschnitte 104 und 119 entlang den
Frontplatten 101, 111, 102 und 112 abgeschnitten.
An den verbliebenen Vorsprungsabschnitten 104 und 119 verbleibt
die Schweißnaht
des Abschnitts 20b großen
Durchmessers. Die Größe (der
Durchmesser) dieser Schweißnaht
ist größer als der
Abstand (L5). Es kann gesagt werden, dass das Zentrum der Schweißnaht im
Wesentlichen im Zentrum der zwei Rippen 106 und 116b existiert.Thereafter, a surface, or both surfaces become the protrusion portions 104 and 119 along the front panels 101 . 111 . 102 and 112 cut off. At the remaining protrusion sections 104 and 119 the weld remains in the section 20b of large diameter. The size (diameter) of this weld is greater than the distance (L5). It can be said that the center of the weld is essentially in the center of the two ribs 106 and 116b exist.
Ferner
ist bei den Rahmenelementen 100 und 110 vor dem
Schweißen
der Abstand (≈L5/2)
von den vertikalen Flächen 121 und 121 zu
den Rippen 106 und 116b kleiner als die Breite
(≈L1/2) der
Vorsprungsabschnitte 104 und 114. Die Rippen 106 und 116 existieren
an einer anderen Endseite in der Breitenrichtung des Rahmenelements
in Bezug auf die vertikalen Flächen 121 und 121.Furthermore, in the frame elements 100 and 110 before welding the distance (≈L5 / 2) from the vertical surfaces 121 and 121 to the ribs 106 and 116b smaller than the width (≈L1 / 2) of the protrusion portions 104 and 114 , Ribs 106 and 116 exist on another end side in the width direction of the frame member with respect to the vertical surfaces 121 and 121 ,
Der
Durchmesser D1 des Abschnitts 20a großen Durchmessers, die Größe der Schweißnaht entsprechend
dem Abschnitt 20a großen
Durchmessers, die Position der Rippen 106 und 116b,
wie oben angegeben, existieren im Bereich der Vorsprungsabschnitte 104 und 114 in
der Breitenrichtung der Rahmenelemente 100 und 110.The diameter D1 of the section 20a large diameter, the size of the weld according to the section 20a large diameter, the position of the ribs 106 and 116b As stated above, exist in the region of the projecting portions 104 and 114 in the width direction of the frame members 100 and 110 ,
Die
Rahmenelemente 100 und 110 verfügen über die
schrägen
Flächen 122,
jedoch kann, wenn die Vorsprungsteile 117 vorhanden sind,
die in der 21 dargestellte Struktur
aus dem Stand der Technik verwendet werden.The frame elements 100 and 110 have the sloping surfaces 122 However, if the protrusion parts 117 are present in the 21 shown structure used in the prior art.
Bei
der in der 19 dargestellten Ausführungsform
ist, im Vergleich mit der in der 13 dargestellten
Ausführungsform,
der Vorsprungsteil 117 auf der Seite der Frontplatte 112 an
einer Seite der Rippe 106 vorhanden.When in the 19 illustrated embodiment, in comparison with that in the 13 illustrated embodiment, the projection part 117 on the side of the front panel 112 on one side of the rib 106 available.
Bei
einer in der 15 dargestellten Konstruktion
(keine Ausführungsform
der Erfindung) sind zwei Rippen 106c und 116c des
Verbindungsabschnitts am Rahmenelement 110 vorhanden. An
einer Zwischenposition der zwei Rippen 106c und 116c sind
die Endabschnitte der Frontplatten 101, 102 sowie 111, 112 der
zwei Rahmenelemente 100 und 110 positioniert.
Die zwei Rippen 106c und 116c stützen die
Last gemäß dem rotierenden
Körper 20 ab.
Die Rippe 106c und die Rippe 116c sind über eine
Rippe 116d verbunden. Bei dieser Konstruktion tritt kaum ein
Verbiegen der Rippen 106 und 116c während der Schweißbearbeitung
auf.At one in the 15 shown construction (not an embodiment of the invention) are two ribs 106c and 116c the connecting portion on the frame member 110 available. At an intermediate position of the two ribs 106c and 116c are the end sections of the front panels 101 . 102 such as 111 . 112 the two frame elements 100 and 110 positioned. The two ribs 106c and 116c support the load according to the rotating body 20 from. The rib 106c and the rib 116c are over a rib 116d connected. In this construction, hardly any bending of the ribs occurs 106 and 116c during welding work on.
Die
Konstruktion dieser Ausführungsform verfügt über keine
schräge
Fläche.
Die Frontplatten 10. Die Rückseite 101b (102b)
des Endabschnitts der Frontplatte 101 (102) steht
zu einer Seite der anderen Frontplatte 102 (101)
vor, und 102 sind an den horizontalen Flächen 122b überlappend,
und die Dicke dieser Rückseite
ist dicker als diejenige der Frontplatte 101 (102).
Diese Struktur kann bei anderen Ausführungsformen angewandt werden.The construction of this embodiment has no inclined surface. The front panels 10 , The backside 101b ( 102b ) of the end portion of the front panel 101 ( 102 ) stands to one side of the other front panel 102 ( 101 ) before and 102 are on the horizontal surfaces 122b overlapping, and the thickness of this back is thicker than that of the front panel 101 ( 102 ). This structure can be applied to other embodiments.
Bei
den oben angegebenen Ausführungsformen
bedeutet "die Frontplatten
(oder die Außenseiten)
verlaufen parallel" eine
im Wesentlichen parallele Anordnung. Ferner bezeichnet "orthogonal zur Frontplatte" eine Anordnung im
Wesentlichen orthogonal zur Frontplatte.at
the above embodiments
means "the front panels
(or the outside)
run parallel "one
essentially parallel arrangement. Further, "orthogonal to the front panel" refers to an arrangement in FIG
Essentially orthogonal to the front panel.
Bei
einem Schienenwagen verfügen
der seitliche Konstruktionskörper
und der Dach-Konstruktionskörper über Kreisbogenform,
und es besteht der Fall, dass zwei Frontplatten nicht parallel angeordnet werden
können.
Die Erfindung kann an die obige Struktur angepasst werden. Ferner
kann die Erfindung an ein Rohr und andere Konstruktionskörper angepasst
werden.at
a rail car
the lateral construction body
and the roof construction body over circular arc shape,
and it is the case that two front panels are not arranged in parallel
can.
The invention can be adapted to the above structure. Further
The invention can be adapted to a pipe and other structural body
become.
Wenn
der Winkel eines Paars vertikaler Flächen 13 und 121 nicht
groß ist,
können
sie eine v-förmige
Struktur bilden. Um den V-förmigen
Raum zu kompensieren, ist es erforderlich, die Vorsprungsabschnitte 14, 104 und 114 groß auszubilden.
Im Ergebnis ist die vertikale Fläche
vorzugsweise eine im Wesentlichen vertikale Fläche, jedoch kann sie etwas geneigt
sein.When the angle of a pair of vertical surfaces 13 and 121 not large, they can form a v-shaped structure. To compensate for the V-shaped space, it is necessary to have the protrusion portions 14 . 104 and 114 great to train. As a result, the vertical surface is preferably a substantially vertical surface, but it may be slightly inclined.
Im
Verbindungsabschnitt der vertikalen Fläche 121 und der schrägen Fläche 122 kann
eine Fläche
parallel zur Spitze des Vorsprungsabschnitts 104 hin vorhanden
sein, jedoch muss diese Fläche
klein sein.In the connecting section of the vertical surface 121 and the sloping surface 122 may be a surface parallel to the tip of the protrusion portion 104 be present, but this area must be small.
Für den einen
Verbindungsabschnitt sind die zwei Vorsprungsabschnitte 104 und 114 vorhanden, jedoch
kann nur ein Vorsprung 104 (114) vorhanden sein.For the one connecting portion, the two projection portions 104 and 114 available, but only one advantage 104 ( 114 ) to be available.
Die
von der 11 bis zur 13 dargestellten
Ausführungsformen
können
beim in der 8 dargestellten Konstruktionskörper mit
zwei Ebenen verwendet werden. Ferner kann das von der 11 bis
zur 13 veranschaulichte Reibrührschweißen gleichzeitig sowohl an
der Ober- als auch der Unterseite ausgeführt werden, jedoch kann es
jeweils an einer Seite ausgeführt
werden.The of the 11 to 13 Embodiments shown in the in 8th shown construction body can be used with two levels. Furthermore, that of the 11 to 13 illustrated friction stir welding can be performed simultaneously on both the top and the bottom, but it can be carried out on one side.